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Climate and climate change sensitivity to model configuration in the Canadian RCM over North America

Elía, Ramón Côté

Meteorologische Zeitschrift Vol. 19 No. 4 (2010), p. 325 - 339

published: Aug 1, 2010

DOI: 10.1127/0941-2948/2010/0469

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Abstract

Climate simulations performed with Regional Climate Models (RCMs) have been found to show sensitivity to parameter settings. The origin, consequences and interpretations of this sensitivity are varied, but it is generally accepted that sensitivity studies are very important for a better understanding and a more cautious manipulation of RCM results. In this work we present sensitivity experiments performed on the simulated climate produced by the Canadian Regional Climate Model (CRCM). In addition to climate sensitivity to parameter variation, we analyse the impact of the sensitivity on the climate change signal simulated by the CRCM. These studies are performed on 30-year long simulated present and future seasonal climates, and we have analysed the effect of seven kinds of configuration modifications: CRCM initial conditions, lateral boundary condition (LBC), nesting update interval, driving Global Climate Model (GCM), driving GCM member, large-scale spectral nudging, CRCM version, and domain size. Results show that large changes in both the driving model and the CRCM physics seem to be the main sources of sensitivity for the simulated climate and the climate change. Their effects dominate those of configuration issues, such as the use or not of large-scale nudging, domain size, or LBC update interval. Results suggest that in most cases, differences between simulated climates for different CRCM configurations are not transferred to the estimated climate change signal: in general, these tend to cancel each other out.

Kurzfassung

Es ist bekannt, dass mit regionalen Klimamodellen durchgefuhrte Klimasimulationen eine Sensitivitat gegenuber Parametereinstellungen zeigen. Der Ursprung, die Konsequenzen und die Deutungen dieser Sensitivitat sind unterschiedlich. Aber es ist allgemein anerkannt, dass Sensitivitatsstudien fur ein besseres Verstandnis und eine vorsichtigere Handhabung der RCM Resultate sehr wichtig sind. In dieser Arbeit stellen wir Sensitivitatsstudien vor, die auf Klimasimulationen des kanadischen regionalen Klimamodells (CRCM: Canadian Regional Climate Model) angewendet wurden. Zusatzlich zur Sensitivit;at des Klimas auf Parameterveranderung, analysieren wir die Auswirkung der Sensitivitat auf das Signal des Klimawandels, welches vom CRCM simuliert wird. Diese Studien werden an 30 Jahre langen gegenwartigen und zukunftigen Klimasimulationen durchgefuhrt. Wir haben den Effekt auf sieben unterschiedliche Arten von Konfigurationsanderungen analysiert: CRCM Anfangsbedingungen, Nesting Intervall der lateralen Grenzbedingungen (LBC: lateral boundary conditions), antreibendes GCM, antreibendes GCM Mitglied, großskaliges spektrales Nudging, Version des CRCM und Gebietsgr;oße. Die Ergebnisse zeigen, dass große Anderungen im antreibenden Modell sowie in der Physik des RCM die Hauptquellen der Sensitivitat fur das simulierte Klima und die Klimäanderung sind. Diese Effekte wie die Anwendung oder Nicht-Anwendung von großskaligem Nudging, Gebietsguoße oder dem LBC Intervall dominieren die aus Konfigurations-Unterschieden resultierenden Effekte. Die Resultate lassen erkennen, dass Unterschiede in simulierten Klimata fur unterschiedliche CRCM Konfigurationen in den meisten Fallen nicht auf das geschatzte Klimaanderungssignal ubertragbar sind: Im Allgemeinen neigen sie dazu, sich aufzuheben.